急進高原后人外周血紅細胞形態及血管內皮功能變化分析

王澤軍 劉運勝 譚敏 薛銳

[摘要] 目的 分析急進高原后人外周血紅細胞形態及血管內皮功能變化，為急性高原病（AMS）的預防和治療提供參考。 方法 于2015年8月～2017年10月選取重慶地區擬急進高原的195名健康男性受試者，抽取其急進高原前（海拔500 m）及急進高原后（海拔3500 m）外周血10 mL，對其紅細胞形態、血管內皮功能進行檢測。按照受試者AMS發生情況，將其分為發生組、未發生組，對兩組受試者外周血紅細胞形態、血管內皮功能進行比較。 結果 急進高原后，受試者正常形態紅細胞數量、血清一氧化氮（NO）均下降，其血清內皮素1（ET-1）、血管內皮生長因子（VEGF）、血管性血友病因子（vWF）均上升，差異均有統計學意義（P < 0.05）。共有48名受試者發生AMS，發生率為24.62%。急進高原后，兩組正常形態紅細胞數量均下降，血清ET-1均上升，發生組上述變化較未發生組更為明顯，差異均有統計學意義（P < 0.05）；發生組NO低于急進高原前，VEGF、鈣黏蛋白、vWF高于急進高原前，差異均有統計學意義（P < 0.05）。 結論 急進高原后人外周血紅細胞趨于畸形化改變并伴有血管內皮功能受損，上述生理改變的進展可能是AMS發生的重要原因。

[關鍵詞] 急進高原；外周血；紅細胞形態；血管內皮功能

[中圖分類號] R82 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）10（b）-0112-04

[Abstract] Objective To analyze the changes of erythrocyte morphology and vascular endothelial function in human peripheral blood after rushing into plateau， so as to provide references for prevention and treatment of acute mountain sickness （AMS）. Methods From August 2015 to October 2017， a total of 195 healthy male objects going to rush into plateau in Chongqing were selected and 10 mL of peripheral blood was extracted before rushing into plateau （altitude 500 m） and after rushing into plateau （altitude 3500 m） to detect their erythrocyte morphology and vascular endothelial function. According to the occurrence of AMS， they were divided into occurrence group and non-occurrence group. The erythrocyte morphology and vascular endothelial function of the two groups were compared. Results After rushing into plateau， the number of normal red blood cells and serum nitric oxide （NO） of the objects decreased， the serum endothelin-1 （ET-1）， vascular endothelial growth factor （VEGF） and von Willebrand factor （vWF） increased， the differences were statistically significant （P < 0.05）. A total of 48 objects developed AMS， the incidence of which was 24.62%. After rushing into plateau， the number of normal forms of red blood cells in the two groups decreased， and the serum ET-1 increased， the above changes of occurrence group were more obvious than non-occurrence group， the differences were statistically significant （P < 0.05）. As for occurrence group， the NO was lower than that before rushing into plateau， and VEGF， calcium mucin and vWF were higher than those before rushing into plateau， the differences were statistically significant （P < 0.05）. Conclusion The peripheral blood erythrocytes tend to change deformities and the vascular endothelial function is impaired. The progress of these physiological changes may be an important cause of the occurrence of AMS.

[Key words] Rush into plateau； Peripheral blood； Erythrocyte morphology； Vascular endothelial function

急性高原病（acute mountain sickness，AMS）通常發生于從平原快速進入高原或由較低海拔快速到達高海拔地區的人群，患者癥狀以心慌、氣短、頭痛、嘔吐、睡眠障礙為主，嚴重者可發生高原肺水腫甚至腦水腫，生存質量受到一定威脅[1]。隨著高原開發建設的加速，我國急進高原人群數量逐年增多，AMS的防治得到了越來越多的重視，而過往關于AMS的研究多集中于藥物預防和治療環節，對于其發病機制的探討較為有限[2]。有研究發現，AMS發生后，機體可代償性產生大量紅細胞，并伴有血管內皮細胞多種低氧代償機制的啟動[3]，故本研究自外周血紅細胞形態及血管內皮功能變化入手，旨在進一步了解AMS發生機制，為AMS的防治提供新的思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料

自2015年8月～2017年10月選取重慶地區擬急進高原的195名健康男性受試者，將其納入此次前瞻性研究。受試者均經全面體檢明確身體狀態良好，并簽署研究知情同意書；排除既往有肺部疾病、高血壓病、心臟病及造血系統疾病者。195名受試者年齡18～27歲，平均（20.95±6.48）歲。本研究已征得醫院醫學倫理委員會批準，受試者個人信息及檢查結果由陸軍軍醫大學西南醫院心血管內科實驗室統一保存，嚴格保密。

1.2 檢查方法

1.2.1 外周血紅細胞形態觀察 分別于受試者急進高原前（海拔500 m）及急進高原后即刻（海拔3500 m）抽取其外周血10 mL，取5 mL置于EDTA抗凝管中，以2%戊二醛于4℃環境中過夜固定，標本采集7 d后，取3 mL EDTA抗凝外周血標本，以3000 g離心5 min，自試管底部抽取20 μL濃縮紅細胞，加入4%戊二醇1980 μL，4℃過夜；吸取50 μL固定紅細胞，滴于蓋玻片上，使用甩片機以40 g（2500 r/min）離心2 min，自然干燥后使用PBS溶液沖洗3次，依次使用30%、50%、75%、80%、90%、95%、100%乙醇對標本逐級脫水，每次脫水間隔10 min，將標本玻片置入真空冷凍干燥儀處理5 h，放入離子濺射裝置噴金90 s，以掃描電鏡觀察拍照[4]。每份血樣觀察紅細胞500個，記錄其形態[5]：棘型：細胞外周可見不規則鋸齒狀突起；泡型：細胞膜可見不規則泡狀突起；褶型：細胞呈扭曲褶皺狀；嚴重畸形：同一細胞同時出現2種及以上畸形。

1.2.2 血管內皮功能檢測 將另一份5 mL外周血標本以3000 g離心5 min，取血清，使用酶聯免疫吸附測定（ELISA）法對其血清一氧化氮（NO）、內皮素1（ET-1）、血管內皮生長因子（VEGF）、鈣黏蛋白（VE-cadherin）和血管性血友病因子（vWF）進行檢測[6]，分析受試者血管內皮功能變化，試劑盒均購自上海藍基生物科技有限公司。

1.3 分析方法

比較受試者急進高原前后外周血紅細胞形態及血管內皮功能變化，參照國際路易斯湖評分[7]，評價受試者AMS發生情況：評分≤2分者為無AMS，評分>2分者即判定為AMS。按照受試者急進高原后AMS發生情況，將其分別納入發生組、未發生組，比較兩組受試者外周血紅細胞形態及血管內皮功能變化，分析外周血紅細胞形態及血管內皮功能與AMS的關系。

1.4 統計學方法

本研究的所有數據均采用SPSS 18.0統計學軟件進行分析，計數資料以例數或百分率表示，并采用χ2檢驗，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，并采用t檢驗，以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 195名受試者急進高原前后外周血紅細胞形態及血管內皮功能變化

與急進高原前比較，受試者急進高原后正常形態紅細胞數量、血清NO均下降，其棘型、泡型、褶型、嚴重畸形紅細胞數量及血清ET-1、VEGF、vWF均上升，差異有統計學意義（P < 0.05）；VE-cadherin未見明顯變化，差異無統計學意義（P > 0.05）。見表1～2。

2.2 兩組急進高原前后外周血紅細胞形態及血管內皮功能比較

共有48名受試者發生AMS，發生率為24.62%。與急進高原前比較，兩組急進高原后正常形態紅細胞數量均下降，棘型、泡型、褶型、嚴重畸形等非正常形態紅細胞數量均上升，血清ET-1均升高，差異有統計學意義（P < 0.05），且發生組急進高原后正常形態紅細胞數量明顯低于未發生組，棘型、泡型、褶型、嚴重畸形等非正常形態紅細胞數量均高于未發生組，血清ET-1明顯高于未發生組，差異有統計學意義（P < 0.05）。與急進高原前比較，發生組急進高原后NO下降，VEGF、VE-cadherin、vWF上升，差異有統計學意義（P < 0.05），且發生組急進高原后NO明顯低于未發生組，VEGF、VE-cadherin、vWF明顯高于未發生組，差異有統計學意義（P < 0.05）。未發生組急進高原前后NO、VEGF、VE-cadherin、vWF比較差異無統計學意義（P > 0.05）。見表3～4。

3 討論

AMS是由人體進入低氧、低壓的特殊高原環境后出現的以低張性缺氧為主要生理改變的一系列臨床癥狀[7]。眾多研究表明，隨著海拔升高，大氣中氧分壓持續下降所致肺換氣彌散進入肺毛細血管的氧氣減少，是引發機體缺氧的主要原因，一旦機體產生的代償反應無法應對高原環境的刺激，患者即會發生AMS，甚至出現危及生命的急性高原肺水腫或腦水腫[8-9]。

我國高原地域遼闊，約占國土面積的1/6，隨著高原開發與建設程度的提高，近年來因工作、軍事、生活等原因急進高原地區的人群數量也逐漸增多，因此，AMS的防治及發病機制的研究受到了越來越多的關注[10-12]。本研究選取外周血紅細胞形態、血管內皮功能兩類指標，就其與AMS的關系進行了分析，結果提示，健康成年男性在急進高原后普遍存在外周血紅細胞畸形化改變，而畸形化改變可造成紅細胞變形能力下降，此時紅細胞難以通過比自身直徑小的毛細血管，是造成缺氧加劇、AMS發生的主要原因[13]。與未發生組比較，本研究發生組急進高原后正常形態紅細胞數量更少，畸形紅細胞數量更多，印證了上述結論。除形態變化外，機體為代償缺氧變化，紅細胞數量會在短期內大幅上升，部分人群可發生紅細胞增多癥，而紅細胞數量的增多會造成血液黏稠度的上升，進而導致血液流速下降，紅細胞運氧效率受限[14-15]。此外，亦有研究發現，久居高原的人群外周血畸形紅細胞數量、畸形化程度均較低[16-17]，進一步提示紅細胞數量與形態變化在AMS發生發展中扮演著重要角色。

急性高原暴露后AMS的發生與心血管功能變化有關，而血管內皮細胞與血液直接接觸并可在早期內對自身氧分壓變化做出反應，已有研究證實，急進高原后機體氧分壓的迅速下降伴隨著肺血管與腦微血管內皮細胞的結構、功能損傷[18-20]，故血管內皮功能變化也可能與AMS的發生有關。本研究結果顯示，195名受試者急進高原后血清NO明顯下降，而ET-1、VEGF、vWF則大幅上升，但在發生組與未發生組的比較中，未發生組僅見ET-1小幅上升，其他血管內皮功能相關指標并未見明顯變化，考慮與該類人群機體對缺氧狀態的代償能力較強、氧分壓的下降僅造成血管收縮、ET-1水平升高有關[22-24]。與之相比，發生組NO的下降意味著血管舒張功能下降，VEGF、vWF的升高可導致肺組織通透性上升，血小板細胞內皮下結構黏附能力增加，此外，發生組血清VE-cadherin的明顯上升往往伴隨著血管系統穩定性的下降[25-27]，因此，上述指標變化均提示發生組患者血管內皮功能受損更為嚴重且機體代償能力不足，可能是AMS發病的重要因素。

綜上所述，急進高原后人外周血紅細胞形態呈畸形化改變，且存在血管內皮功能受損，紅細胞形態畸形化數量和程度的增加以及血管內皮功能受損的加劇，可能是引發AMS的重要原因，基于這一研究結果進一步開展探索，有望為AMS的防治提供新的思路，值得廣泛關注。

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（收稿日期：2018-04-23 本文編輯：張瑜杰）